چه احساسی دارید اگر بتوانید از نیروگاه هستهای محلی خود بازدید کنید و حتی در استخر سرپوشیده آن شنا کنید؟ یا شاید در کنار دوستانتان بنشینید و از یک فنجان قهوه در فضای گرم و روشن نیروگاه هستهای لذت ببرید؟ با حمایت سم آلتمن، مدیرعامل OpenAI و سازنده ChatGPT، شرکت Oklo Inc، شرکتی که سوخت هستهای را بازیافت و در میکرو راکتور هستهای خود به نام Aurora استفاده میکند، این امکان را فراهم خواهد کرد. در حقیقت، این بخشی از برنامههای Oklo است.
از آنجاییکه طراحی Aurora بهطور ویژه برای مناطق دورافتاده انجام شده، Oklo تصور میکند این نیروگاه میتواند بهعنوان یک مرکز اجتماعی نیز عمل کند. مناطقی که زمستانهای طولانی و سرد دارند اغلب بر سلامت روانی ساکنانشان تأثیر میگذارند. با افزودن مکانی اجتماعی و دلپذیر از این دست، Oklo این موضوع را بهعنوان یک مزیت اضافی در نظر میگیرد!
برای کسانی که در دهههای ۸۰ و ۹۰ میلادی زندگی کردهاند، شاید تصور شنا کردن در استخر سرپوشیده نیروگاه هستهای محلیشان، تصاویری از هومر سیمپسون در حال خوردن دوناتهای سبزرنگ را تداعی کند. اما Oklo اطمینان میدهد که این کار کاملاً ایمن است. این میکرو راکتور تقریباً هیچ نوع گاز گلخانهای یا زباله هستهای تولید نمیکند. در واقع، با استفاده از سوخت هستهای بازیافتی، حجم زباله هستهای موجود را نیز کاهش میدهد.
این میکرو راکتور با یک ایدئولوژی «راهاندازی و فراموشی» طراحی شده است. نام «میکرو راکتور» نه تنها بهدلیل ابعاد کوچک آن بلکه بهدلیل خروجی کوچک ۱.۵ مگاواتیاش که در شرایط ایدهآل میتواند انرژی حدود ۱۰۰۰ خانه را تأمین کند، برای آن انتخاب شده است. این راکتور با راکتورهای ماژولار کوچک (SMR) که برای خروجی حدود ۵۰-۱۲۵ مگاوات طراحی شده، متفاوت است. برای مقایسه در نظر داشته باشید که راکتورهای هستهای سنتی از ۵۰۰ مگاوات تا ۸۲۰۰ مگاوات (۸.۲ گیگاوات) انرژی تولید میکنند. بیشترین مقدار انرژی تولیدی مربوط به نیروگاه عظیم Kashiwazaki-Kariwa در ژاپن با خروجی 8.2 گیگاوات است.
این میکرو راکتور دارای ویژگیهای ایمنی غیرتهاجمی و یک هسته مهر و مومشده بدون قطعات متحرک است و میتواند بدون نیاز به دخالت انسانی خود را خنک کرده و خاموش شود. این راکتور برای ۲۰ سال بهطور پیوسته کار میکند و سپس نیاز به سوختگیری مجدد دارد. بهجای استفاده از ابزار برای بیرون آوردن میلههای درخشان سبزرنگ (مانند صحنهای در برنامه تلوزیونی سیمپسونها) کل هسته به سادگی برداشته شده و با یک هسته مهر و مومشده جدید حاوی دسته بعدی سوخت بازیافتی جایگزین میشود.
Aurora از سوخت اورانیوم با غنای پایین اما درجه بالا (HALEU) استفاده میکند که از یک طراحی خاص راکتور سریع بهره میبرد، بهطوریکه از نوترونهای پرانرژی برای حفظ واکنش زنجیرهای هستهای استفاده میکند. در راکتورهای سنتی، معمولاً از یک تعدیلکننده (اغلب آب) برای کاهش سرعت نوترونها استفاده میشود تا واکنش زنجیرهای پایدارتر و با احتمال بالاتری انجام گیرد.
یکی از محصولات جانبی شکافت هستهای، گرما است. Aurora با تجهیز به اجزای بازیافت گرما، میتواند تا ۹۰٪ بهرهوری انرژی داشته باشد. مبدلهای حرارتی گرما را به سیستمهای ثانویه انتقال میدهند که میتواند برای مصارف دیگری مانند گرمایش ساختمانهای نزدیک، فرآیند شیرینسازی آب دریا، پاستوریزاسیون و گلخانهها یا در کاربردهای صنعتی مانند تولید مواد شیمیایی و محصولات مختلف استفاده شود.
Aurora در ساختمانی بسیار غیرمتعارف قرار دارد؛ هیچ برج خنککننده بزرگی که معمولاً با نیروگاههای هستهای مرتبط است، در اینجا وجود ندارد. در عوض، ساختمان شبیه به حرف A و شکل سادهای به اندازه یک خانه کوچک، بیشتر شبیه یک کلبه شیک در کوهستان طراحی شده است. پنلهای خورشیدی روی سقف به تأمین انرژی سیستمهای غیرهستهای سایت مانند پنلهای کنترل و سیستمهای نظارتی کمک میکنند و سایت را تقریباً بهطور کامل خودکفا میسازند.
هدف Oklo این است که در مناطقی مستقر شود که راکتورهای هستهای سنتی غیرعملی یا غیرممکن هستند؛ مانند جوامع دورافتاده، پایگاههای نظامی و ایستگاههای تحقیقاتی.
اولین استقرار Aurora قرار است در نزدیکی آزمایشگاه ملی آیداهو (INL) در غرب آیداهو فالز باشد. در سال ۲۰۲۰، آزمایشگاه ملی آیداهو اعلام نمود که دسترسی به پنج تن سوخت هستهای بازیافتی از راکتور EBR-II را برای Oklo به منظور توسعه و آزمایش میکرو راکتور Aurora فراهم خواهد کرد. HALEU بازیافتی از EBR-II با استفاده از حمام نمک مذاب و الکترولیز پاکسازی میشود و سپس با اورانیوم کمغنی شده (LEU) ترکیب و به شکل قرصهای دایرهای کوچک ریختهگری میشود.
وزارت انرژی ایالات متحده بهتازگی طرح مفهومی تأسیسات ساخت سوخت Aurora را تأیید کرده و Oklo برنامه دارد که اولین نیروگاه تجاری Aurora را تا سال ۲۰۲۷ عملی کند. در حال حاضر، هیچ میکرو راکتوری در کاربردهای واقعی مستقر نشده، هرچند سایر شرکتها مانند میکرو راکتور eVinci از وستینگهاوس نیز در حال نزدیک شدن به استقرار در سالهای آتی هستند.
منبع: Newatlas
